Map - LinkedHashSet&Map源码解析

事实上LinkedHashMap是HashMap的直接子类,二者唯一的区别是LinkedHashMap在HashMap的基础上,采用双向链表(doubly-linked list)的形式将所有entry​连接起来,这样是为保证元素的迭代顺序跟插入顺序相同。上图给出了LinkedHashMap的结构图,主体部分跟HashMap完全一样,多了header​指向双向链表的头部(是一个哑元),该双向链表的迭代顺序就是​entry的插入顺序。

除了可以保迭代历顺序,这种结构还有一个好处 : 迭代LinkedHashMap时不需要像HashMap那样遍历整个​table​,而只需要直接遍历​header​指向的双向链表即可,也就是说LinkedHashMap的迭代时间就只跟entry​的个数相关,而跟table的大小无关。

有两个参数可以影响LinkedHashMap的性能: 初始容量(inital capacity)和负载系数(load factor)。初始容量指定了初始table​的大小,负载系数用来指定自动扩容的临界值。当entry​的数量超过capacity*load_factor时,容器将自动扩容并重新哈希。对于插入元素较多的场景,将初始容量设大可以减少重新哈希的次数。

将对象放入到LinkedHashMap或LinkedHashSet中时,有两个方法需要特别关心: hashCode()​和equals()​。hashCode()​方法决定了对象会被放到哪个​bucket​里,当多个对象的哈希值冲突时,​equals()​方法决定了这些对象是否是“同一个对象”。所以,如果要将自定义的对象放入到LinkedHashMap​或LinkedHashSet​中,需要@Override hashCode()​和equals()方法。


方法剖析

get()

get(Object key)方法根据指定的key值返回对应的value。该方法跟HashMap.get()方法的流程几乎完全一样,读者可自行参考前文 (opens new window),这里不再赘述。

put()

put(K key, V value)方法是将指定的key, value对添加到map里。该方法首先会对map做一次查找,看是否包含该元组,如果已经包含则直接返回,查找过程类似于get()方法;如果没有找到,则会通过addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex)方法插入新的entry。

// LinkedHashMap.addEntry()
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {
if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {
resize(2 * table.length);// 自动扩容,并重新哈希
hash = (null != key) ? hash(key) : 0;
bucketIndex = hash & (table.length-1);// hash%table.length
}
// 1.在冲突链表头部插入新的entry
HashMap.Entry<K,V> old = table[bucketIndex];
Entry<K,V> e = new Entry<>(hash, key, value, old);
table[bucketIndex] = e;
// 2.在双向链表的尾部插入新的entry
e.addBefore(header);
size++;
}
// LinkedHashMap.Entry.addBefor(),将this插入到existingEntry的前面
private void addBefore(Entry<K,V> existingEntry) {
after = existingEntry;
before = existingEntry.before;
before.after = this;
after.before = this;
}


remove()

remove(Object key)的作用是删除key值对应的entry,该方法的具体逻辑是在removeEntryForKey(Object key)里实现的。removeEntryForKey()方法会首先找到key值对应的entry,然后删除该entry(修改链表的相应引用)。查找过程跟get()方法类似。

// LinkedHashMap.removeEntryForKey(),删除key值对应的entry
final Entry<K,V> removeEntryForKey(Object key) {
......
int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);
int i = indexFor(hash, table.length);// hash&(table.length-1)
Entry<K,V> prev = table[i];// 得到冲突链表
Entry<K,V> e = prev;
while (e != null) {// 遍历冲突链表
Entry<K,V> next = e.next;
Object k;
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {// 找到要删除的entry
modCount++; size--;
// 1. 将e从对应bucket的冲突链表中删除
if (prev == e) table[i] = next;
else prev.next = next;
// 2. 将e从双向链表中删除
e.before.after = e.after;
e.after.before = e.before;
return e;
}
prev = e; e = next;
}
return e;
}

LinkedHashSet

前面已经说过LinkedHashSet是对LinkedHashMap的简单包装,对LinkedHashSet的函数调用都会转换成合适的LinkedHashMap方法。

public class LinkedHashSet<E>
extends HashSet<E>
implements Set<E>, Cloneable, java.io.Serializable {
......
// LinkedHashSet里面有一个LinkedHashMap
public LinkedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
map = new LinkedHashMap<>(initialCapacity, loadFactor);
}
......
public boolean add(E e) {//简单的方法转换
return map.put(e, PRESENT)==null;
}
......
}